Видях такъв доклад преди много време: учени от Германия, Япония и други страни прекараха 5 години и похарчиха близо 10 милиона юана, за да създадат топка, изработена от материал силиций-28 с висока чистота. Тази топка от чист силиций от 1 кг изисква свръхпрецизна обработка, шлайфане и полиране, прецизно измерване (сферичност, грапавост и качество), може да се каже, че е най-кръглата топка в света.
Нека представим ултра прецизния процес на полиране.
01 Разликата между шлайфане и полиране
Шлифоване: С помощта на абразивни частици, покрити или пресовани върху шлифовъчния инструмент, повърхността се завършва чрез относителното движение на шлифовъчния инструмент и детайла под определено налягане. Смилането може да се използва за обработка на различни метални и неметални материали. Обработените повърхностни форми включват равнинни, вътрешни и външни цилиндрични и конични повърхности, изпъкнали и вдлъбнати сферични повърхности, резби, зъбни повърхности и други профили. Точността на обработка може да достигне IT5~IT1, а грапавостта на повърхността може да достигне Ra0,63~0,01μm.
Полиране: Метод на обработка, който намалява грапавостта на повърхността на детайла чрез механично, химическо или електрохимично действие, за да се получи ярка и гладка повърхност.
Основната разлика между двете е, че повърхностното покритие, постигнато чрез полиране, е по-високо от това при шлайфане и могат да се използват химични или електрохимични методи, докато шлайфането основно използва само механични методи и размерът на използваните абразивни зърна е по-груб от този, използван за полиране. Тоест размерът на частиците е голям.
02 Изключително прецизна полираща технология
Изключително прецизното полиране е душата на съвременната електронна индустрия
Мисията на технологията за ултрапрецизно полиране в съвременната електронна индустрия е не само да изравнява различни материали, но и да изравнява многослойни материали, така че силиконовите пластини от няколко квадратни милиметра да могат да образуват десетки хиляди до VLSI, съставени от милиони транзистори. Например компютърът, изобретен от хората, се е променил от десетки тонове до стотици грама днес, което не може да се реализира без свръхпрецизно полиране.
Вземайки производството на вафли като пример, полирането е последната стъпка от целия процес, целта е да се подобрят малките дефекти, оставени от предишния процес на обработка на вафли, за да се получи най-добрият паралелизъм. Днешното ниво на оптоелектронната информационна индустрия изисква все по-прецизни изисквания за паралелизъм за оптоелектронни субстратни материали като сапфир и монокристален силиций, които са достигнали нанометрово ниво. Това означава, че процесът на полиране също е навлязъл в нивото на свръхпрецизност на нанометрите.
Колко важен е ултрапрецизният процес на полиране в съвременното производство, областите на неговото приложение могат директно да обяснят проблема, включително производството на интегрални схеми, медицинско оборудване, авточасти, цифрови аксесоари, прецизни форми и космическото пространство.
Най-добрата технология за полиране е усвоена само от няколко страни като Съединените щати и Япония
Основното устройство на полиращата машина е „шлифовъчният диск“. Свръхпрецизното полиране има почти строги изисквания към състава на материала и техническите изисквания на шлифовъчния диск в машината за полиране. Този вид стоманен диск, синтезиран от специални материали, трябва не само да отговаря на прецизността на нано ниво на автоматичната работа, но и да има точен коефициент на топлинно разширение.
Когато полиращата машина работи на висока скорост, ако термичното разширение причини термична деформация на шлифовъчния диск, плоскостта и успоредността на основата не могат да бъдат гарантирани. И този вид грешка при термична деформация, която не може да бъде позволена да възникне, не е няколко милиметра или няколко микрона, а няколко нанометра.
Понастоящем най-добрите международни процеси за полиране като Съединените щати и Япония вече могат да отговорят на изискванията за прецизно полиране на 60-инчови суровини за субстрат (които са супер големи). Въз основа на това те са усвоили основната технология на процесите на ултра прецизно полиране и здраво са хванали инициативата на световния пазар. . Всъщност овладяването на тази технология до голяма степен контролира и развитието на индустрията за производство на електроника.
Изправена пред такава строга техническа блокада, в областта на ултрапрецизното полиране, моята страна в момента може само да провежда самоизследвания.
Какво е нивото на китайската технология за ултра прецизно полиране?
Всъщност в областта на свръхпрецизното полиране Китай не е без постижения.
През 2011 г. „Стандартният материал за размер на частиците на микросферата на цериев оксид и технологията за неговото приготвяне“, разработен от екипа на д-р Уанг Ци от Националния център за наномащабни науки на Китайската академия на науките, спечели първата награда на Китайската петролна и химическа промишленост Награда за технологично изобретение на Федерацията и свързани стандартни материали с размер на частиците в наноразмер Получаване на национален лиценз за измервателен уред и национален сертификат за първокласно стандартно вещество. Свръхпрецизният тестов ефект за полиране на новия материал от цериев оксид надмина чуждите традиционни материали с един замах, запълвайки празнината в тази област.
Но д-р Wang Qi каза: „Това не означава, че сме се изкачили до върха на тази област. За цялостния процес има само полираща течност, но не и свръхпрецизна полираща машина. Най-много да продаваме само материали.“
През 2019 г. изследователският екип на професор Юан Джулонг от Технологичния университет в Zhejiang създаде полуфиксирана технология за химическа механична обработка на абразиви. Разработените серии полиращи машини са масово произведени от Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. и са идентифицирани като iPhone4 и iPad3 стъкло от Apple. Единственото в света оборудване за прецизно полиране за панел и полиране на задна платка от алуминиева сплав, повече от 1700 машини за полиране се използват за масово производство на стъклени плочи за iPhone и iPad на Apple.
В това се крие чарът на механичната обработка. За да преследвате пазарен дял и печалба, трябва да опитате всичко възможно, за да настигнете другите, а технологичният лидер винаги ще се подобрява и подобрява, ще бъде по-усъвършенстван, постоянно ще се конкурира и наваксва и ще насърчава голямото развитие на човешка технология.
Време на публикуване: март-08-2023
